第十四章內能的利用一、單選題1.我國大多數家庭燒水做飯所需內能是通過燃料燃燒獲得的．三明市計劃將煤氣改為天然氣，如改造工程完成后，可以節(jié)省燒水做飯時間，這是因為天然氣與煤氣相比()A．比熱容高B．密度大C．熱值高D．污染小2.我們平時在買煤球時，總要問一下這種煤“耐不耐燒”，這里所說的“耐”在物理學上是指煤的()A．內能B．比熱容C．熱值D．熱量3.少數不法商販將煤矸石破碎后摻在優(yōu)質煤中高價銷售，客戶為了不上當，最恰當的方法是檢測下列物理量的中()A．熱值B．比熱容C．溫度D．質量4.下列關于熱值說法正確的是()A．燃料燃燒越充分熱值越大B．2kg的煤完全燃燒比1kg的煤完全燃燒熱值大C．1kg煤燃燒放出3×105J的熱量，則煤的熱值為3×105J/kgD．熱值是燃料的一種屬性與燃料的質量無關，不同的物質熱值一般不同5.如圖所示是完全燃燒A、B兩種燃料的質量與放出的熱量的圖象，由圖象可知，A、B兩種燃料的熱值大小關系是()A．qA＜qBB．qA＝qBC．qA＞qBD．無法比較6.某機器工作時的能量流向圖如圖所示，據此推測該機器可能是()A．熱機B．電動機C．電熱水器D．發(fā)電機7.如圖所示的四種交通工具，不用熱機作為動力機械的是()A．自行車B．輪船C．卡車D．飛機二、填空題8.如圖所示是太陽能LED照明路燈，它主要由太陽能電池板、LED燈頭等部分構成．LED是一種發(fā)光二極管，通過電流能夠發(fā)光，可以把電能直接轉化成________能，水利發(fā)電站是將________能直接轉化成________能．9.普通白熾燈正常工作時消耗的電能約有10%的轉化為光能，其余90%因發(fā)熱轉化為________能．發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光原理是電能直接轉化為光能，幾乎不發(fā)熱，從而減小了電能損失，提高了電能轉化為________能的效率，成為科技創(chuàng)新的重要領域之一．10.如圖所示，在試管內裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會把木塞沖開，有的同學由這個裝置聯(lián)系到內燃機，請你用連線反映他的聯(lián)想創(chuàng)新的思維過程．11.在我國西藏高原，有一個羊八井地熱區(qū)，地熱電廠擔負著拉薩市一部分電力供應．工作流程如圖所示，經過地下井→汽輪機→發(fā)電機，其能量轉化過程是：將內能轉化為________能再轉化為________能．12.能源利用的實質是能量的轉化或轉移，在此過程中能量的總量是________(填“逐漸減少”、“保持不變”或“逐漸增加”)．因為能量的轉化或轉移具有________性，所以，所以，人類可利用的能量不斷減少，因此，開發(fā)利用新能源是當務之急．太陽能是一種新能源，它屬于________(可再生/不可再生)能源．13.汽油機完成一個工作循環(huán)，活塞經歷四個沖程，分別為________、________、________、________，一個工作循環(huán)中，曲軸旋轉________圈，活塞往復________次，對外做功________次．14.中華藝術“烙畫”相傳源于秦朝，即用火燒鐵桿(現代發(fā)展為電烙鐵)在物體上熨出烙痕作畫．電烙鐵通電升溫的過程是能的________過程，“畫布”升溫的過程是能的________過程．(均選填“轉化”或“轉移”)．三、實驗題15.比較酒精和碎紙片這兩種燃料的熱值，小明采用如圖所示的裝置進行實驗：他將一定質量的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們，分別給裝有質量相等的水的兩個相同燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燃燒．(1)小明設計了一張記錄實驗數據的表格，其中①②兩項內容漏寫了，請你幫他補充完整．(2)實驗后小明根據實驗數據利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的熱量，結合“10g酒精”這一數據，算出了酒精的熱值，算出的酒精熱值是否可靠，請說明理由__________.16.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，對它們取不同質量進行完全燃燒，得到了如表的數據：(1)從表中的數據可以得到，相同質量的不同燃料，它們完全燃燒所釋放的熱量是________的；(2)從表中的數據可以得到，對于同一種燃料，質量越大，完全燃燒所釋放的熱量越________．(3)從表中的數據可以得到，對于不同的燃料，燃料的熱值一般情況下是________．17.為比較酒精和汽油熱值的大小，小小制定了以下實驗方案：(1)取質量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精燈和汽油燈．(2)兩燈同時點燃后分別給兩杯質量和初溫都相同的水加熱(燒杯質量也相同)如圖所示(3)通過觀察水溫的變化，由此判斷兩種燃料熱值的大?。埜鶕⌒〉脑O計方案回答：①當兩燈的燃料完全燃燒完后，甲裝置中溫度計讀數是80℃，而乙裝置的讀數是90℃.由此判斷________的熱值比較大．②實驗中燃料燃燒放出的熱量，通過________方式使水的內能增大．③根據Q吸＝cm水(t－t0)計算出水吸收的熱量，然后利用這個熱量計算出汽油的熱值，發(fā)現結果與資料中給出的汽油熱值相比________(選填：“偏大”或“偏小”)．結合裝置圖，分析原因：________.(只寫出一個即可)四、計算題18.某物理興趣小組的同學，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線．若在6min內完全燃燒了0.2kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，煤的熱值約為3×107J/kg.求：(1)煤完全燃燒產生的熱量；(2)經過6min時間加熱，水所吸收的熱量；(3)煤爐燒水時的熱效率．19.一輛小汽車以108km/h的速度在水平路面上勻速行駛了6.9min，已知汽車的質量是1400kg，汽車受到的阻力是汽車重力的0.05倍，汽車在這段時間內消耗了0.63kg汽油，汽油的熱值q＝4.6×107J/kg，g取10N/kg，試求汽車發(fā)動機的：(1)牽引力；(2)功率；(3)效率．五、閱讀理解題20.閱讀短文，回答文后的問題．發(fā)動機是汽車得動力源．汽油機以汽油為燃料，使活塞在氣缸中往復運動，一個工作循環(huán)經歷進氣、壓縮、做功和排氣四個沖程．汽油機的性能和汽缸排量有關．汽缸排量指活塞一個沖程中活塞在汽缸內通過的容積，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離(沖程長度)．實際汽車往往采用多缸發(fā)動機．如圖所示發(fā)動機有4個汽缸(圖中標注1、2、3、4)，通過連桿把4個汽缸的活塞連在一根曲軸上．各個汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程．(1)汽油機工作時將燃料燃燒的內能轉化為________能．(2)若一個汽缸排量為V，燃氣對活塞的平均壓強為p，則一個做功沖程中燃氣對活塞所做的功為________(用字母表示)．(3)四缸發(fā)動機中2號汽缸在做功沖程時，3號汽缸所處的沖程是()A．吸B．壓縮C．做功D．排氣(4)寫出一個四缸發(fā)動機的優(yōu)點：___________________________________________.21.題文：科學家發(fā)現某種合金具有“形狀記憶功能”：如果在較低溫度時將它彎曲成某一形狀，然后加熱到較高溫度時再彎曲成另一形狀；那么當降到原來較低溫度時，它會自行恢復到低溫時的形狀．現用它制成如圖所示的裝置：在可繞圓心O轉動的均勻輕質圓盤上安裝了一個用形狀記憶合金做成的螺旋圈，它們在溫度低時收緊、在溫度高時放松．實驗表明：當把該圓盤的下半部分浸在盛有一定量熱水的水槽中時，只要給圓盤一個起始轉動的力，圓盤就能克服摩擦和水的阻力連續(xù)轉動起來.(1)上述裝置能否看做是一個“永動機”？為什么？(2)發(fā)揮你的想象力，提出一個巧妙應用形狀記憶合金的設想(參照示例，另舉1例).示例：用形狀記憶合金制作一個“保險絲”，安裝在電器內易發(fā)熱物體附近，當溫度過高時，記憶合金就恢復到它高溫時的形狀，斷開電路，防止電器過熱.設想：(所提的設想應是制作“保險絲”以外的)

答案解析1.【答案】C【解析】天然氣與煤氣相比，其優(yōu)點之一是天然氣的熱值較大，完全燃燒相同質量的天然氣和煤氣，天然氣放出的熱量多，可以節(jié)省燒水做飯時間．2.【答案】C【解析】燃料的好壞取決于燃料熱值的大小，因此我們平時所說的煤“耐不耐燒”是指煤的熱值大小．3.【答案】A【解析】熱值是燃料的一種特性，是指1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，熱值越大的燃料在完全燃燒相同質量的燃料時放出的熱量越多，摻假后煤的熱值降低，所以可以用熱值來區(qū)分．而從比熱容、質量、溫度無法區(qū)分．4.【答案】D【解析】A、B項，燃料的熱值僅與燃料的種類有關，而與燃料的燃燒程度、質量都無關，故AB錯誤；C項，由于不確定燃料是否完全燃燒，故C錯誤；D項，熱值是燃料的一種屬性與燃料的質量無關，不同的物質熱值一般不同，說法正確．5.【答案】C【解析】根據圖象可知，燃燒相同質量A、B兩種燃料，A放出的熱量大于B放出的熱量，qA＞qB.6.【答案】B【解析】如圖該機器將一部分電能轉化成了機械能，還有一部分電能轉化成了內能，A項，熱機工作時將內能轉化為機械能，故A不符合題意；B項，電動機是將大部分的電能轉化為了機械能，還將一少部分電能轉化為了內能，故B符合題意；C項，發(fā)電機工作時將其它形式的能轉化為電能，故C不符合題意；D項，電熱水器工作時將電能轉化為內能，不產生機械能，故D不符合題意.7.【答案】A【解析】自行車是消耗人的生物質能，轉化為自行車的機械能；輪船、卡車、飛機工作時都要使用化石能源作燃料，燃料燃燒時將內能轉化為機械能驅使它們運動，所以它們都是使用熱機工作的．8.【答案】光水電【解析】太陽能電池板是把太陽轉化成電能．LED是一種發(fā)光二極管，通過電流時不用經過加熱燈絲直接能夠發(fā)光，即把電能直接轉化成光能．水利發(fā)電站是將水能直接轉化成電能．9.【答案】內光【解析】因為白熾燈工作時，是將電能轉化為光能和內能，因此普通白熾燈正常工作時消耗的電能約有10%的轉化為光能，其余90%因發(fā)熱轉化為了內能．發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光原理是電能直接轉化為光能，由于發(fā)光二極管(LED)幾乎不發(fā)熱，從而減小了電能損失，提高了電能轉化為光能的效率，成為科技創(chuàng)新的重要領域之一．10.【答案】【解析】與內燃機對比分析可知，實驗中的：玻璃管類似內燃機的堅固汽缸；酒精燃燒類似內燃機的油料燃燒；高溫高壓水蒸氣類似內燃機的高溫高壓燃氣；木塞沖出類似活塞運動做功．11.【答案】機械電【解析】地熱發(fā)電站發(fā)電時，先利用地下井獲得地熱，將水加熱成水蒸氣，水蒸氣膨脹推動活塞，使汽輪機轉動工作，將水蒸氣的內能轉化為機械能，汽輪機帶動發(fā)電機工作，將機械能轉化為電能；所以整個過程能量的轉化是：內能→機械能→電能．12.【答案】保持不變方向性可再生【解析】根據能量守恒定律可知：能量的利用過程，本質是能量的轉移或轉化過程，在轉移或轉化過程中，總量是不變的；但能量的轉移或轉化具有方向性，所以人類可利用的能量不斷減少，出現了能源危機；太陽能是一種新能源，具有取之不盡、用之不竭的特點，它屬于可再生能源．13.【答案】吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程221【解析】(1)內燃機的四個沖程是吸氣、壓縮、做功、排氣沖程．壓縮沖程活塞向上運動，壓縮氣體對氣體做功，將機械能轉化為內能；做功沖程高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，將內能轉化為機械能，只有做功沖程對外做功，其它三個沖程都是依靠慣性來完成的．(2)一個工作循環(huán)包括四個沖程，對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉動2周．14.【答案】轉化轉移【解析】電烙鐵通電升溫的過程中，是電流做功，將電能轉化為內能，所以屬于能量的轉化過程；“畫布”升溫的過程中，能量的形式不變，因此是能的轉移過程．15.【答案】(1)①加熱后的水溫/℃②10g碎紙片(2)酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收【解析】(1)①需要記錄加熱前后水的溫度，用來計算水吸收的熱量；②根據控制變量法的思想，酒精和碎紙片的質量必須相等；(2)酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收，故算出的酒精熱值要小于真實值．16.【答案】(1)不同(2)多(3)不同的【解析】(1)由表格中數據可知，完全燃燒質量相同的木材、焦炭、木炭放出的熱量是不同的．(2)從表中的數據可以看出，對于同一種燃料，質量越大，完全燃燒所釋放的熱量越多．(3)對于同一種燃料，完全燃燒放出的熱量與燃料的質量成正比，即放出熱量與質量的比值不變；對于不同的燃料，完全燃燒放出的熱量與燃料的質量的比值(即燃料的熱值)一般情況下是不同的．17.【答案】①汽油②熱傳遞③偏小燒杯沒有加蓋，在進行熱傳遞時，有部分內能直接散失了【解析】①當兩燈的燃料完全燃燒完后，甲裝置中溫度計讀數是80℃，而乙裝置的讀數是90℃.根據公式Q吸＝cmΔt得，汽油相同情況下汽油放出的熱量較多．根據公式Q放＝mq得，q＝，所以汽油的熱值大于酒精的熱值．②熱傳遞，是熱從溫度高的物體傳到溫度低的物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分的過程．所以燃料燃燒放出的熱量是通過熱傳遞的方式使水的內能增大的．③由于熱量的直接散失、燒杯未加蓋等，所以汽油燃燒放出的熱量大部分未被水吸收，所以根據Q吸＝cm水(t－t0)計算出水吸收的熱量偏小，從而根據公式q＝＝計算出的汽油的熱值偏?。?8.【答案】解：(1)煤完全燃燒產生的熱量：Q放＝mq＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J，(2)由圖可知，經過6min時間加熱后水溫由20℃達到80℃，則水吸收的熱量：Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(80℃﹣20℃)＝2.52×106J；(3)煤爐燒水時的熱效率：η＝×100%＝×100%＝42%；答：(1)煤完全燃燒產生的熱量為6×106J；(2)經過6min時間加熱，水所吸收的熱量為2.52×106J；(3)煤爐燒水時的熱效率為42%.【解析】(1)已知煤的質量和熱值，利用Q放＝mq可求得煤完全燃燒產生的熱量；(2)由圖象可知，經過6min時間加熱，水升高的溫度值，利用吸熱公式Q吸＝cmΔt求水吸收的熱量；(3)利用η＝×100%計算煤爐的熱效率．19.【答案】解：(1)汽車在水平路面上勻速行駛時，受到的阻力：f＝0.05G＝0.05mg＝0.05×1400kg×10N/kg＝700N,因汽車勻速行駛時阻力和牽引力是一對平衡力，所以，發(fā)動機的牽引力：F＝f＝700N；(2)汽車行駛的速度：v＝108km/h＝30m/s,汽車發(fā)動機的功率：P＝Fv＝700N×30m/s＝